[发明专利]自平衡加载反力架

说明书

技术领域

本发明涉及一种自平衡加载反力架，更具体地说，涉及一种建筑结构试验中对试件施加多向荷载的自平衡加载反力架。

背景技术

在建筑结构的科学研究和工程应用过程中，许多复杂结构的分析计算理论需依靠足尺或大比例试件试验数据的回归来验证和揭示。对于此类尺寸较大的试件屈服和破坏荷载比较大，在对其进行加载的过程中，必须有一个足以承受其荷载的加载架。反力架作为一种早期的施加水平荷载的设施由来已久，后来各国对其进行了改进，以日本的建研式反力架为代表，其简单实用，特别适合研究框架柱、砌体墙等的抗震性能。上世纪80年代后期在国内哈工大等高校出现了类似建研式的钢反力架。近年来国内出现了许多类型的反力架，有桩基检测的井形反力架、伞形反力架，用于千斤顶标定的长轴压力试验机，还有合肥工业大学用于结构试验的门式反力架。但随着建筑结构形式的丰富和发展，上述现有加载反力架表现出一定的缺陷，如：

1)现有加载反力架在试件加载的过程中，需要对各个加力架进行固定，不能实现自平衡；

2)加载力较大时，需要较好的基础，对实验的地点有一定限制，结构刚度和强度也难以保证；

3)现有加载架对于平面内的加载比较容易，但难于实现多角度的加载。

发明内容

为了克服现有加载架的不足，本发明提供了一种自平衡加载反力架，其共有四榀平面内框架，每榀在空间以45度均匀排列，在加载时候构成自平衡体系，对试验台座作用小。构成框架的横梁和立柱均由H型钢组成，能保证加载所需强度和刚度。在框架上设置许多螺栓孔，可以很容易地固定试件和安装千斤顶，实现多向加载，有效地解决了之前反力架在空间加载较为困难的问题。

本发明的技术方案如下：

一种自平衡加载反力架，由横梁、立柱和八边形节点组成。所述横梁与立柱通过焊接连接在一起，横梁与八边形节点通过螺栓连接在一起；

所述横梁和立柱均由H型钢构成；

所述的横梁、立柱及八边形节点在同一平面内构成一榀框架；

所述自平衡反力架共有四榀框架，各榀框架以间隔45度在空间均匀分布；

所述八边形节点由一个圆管、两块钢板和八个加劲肋组成；

所述两块钢板分别焊接于圆管的上下两侧；

所述八个加劲肋均匀布置在八边形钢板中每边的二分线上，且加劲肋的上下两侧与钢板焊接在一起。

本发明避免了传统反力架对基础要求比较高的缺点，反力架各榀框架均与中间的八边形节点连接，每榀框架在平面内对称，在加载时能够实现自平衡。整个加力装置受力情况清晰，基础不需要专门固定，试验地点不受限制。加载时候反力架所用牛腿的类型少并且设计简单，特别适用于大尺寸、大荷载试件的承载力试验。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为单榀框架图(A-A剖视)；

图3为图2中B部放大图(梁柱节点)；

图4为图3中D-D剖视图；

图5为图2中C部放大图(八边形节点)；

图6为底盘俯视图；

图7为图6的E-E截面的剖视图。

图中，1：横梁；2：立柱；3：八边形节点；4：连接横梁和八边形节点的横向附加板；5：连接横梁和八边形节点的纵向附加板；6：八边形钢板；7：圆管；8：加劲肋；9：带有螺栓孔的钢板。

具体实施方式

如图1所示，自平衡加载反力架包括横梁1、立柱2和八边形节点3。横梁1和立柱2通过焊接相互连接，如图3、4所示。横梁1与八边形节点3通过螺栓连接，其中共有三处螺栓连接位置，两处在横梁上下翼缘，一处是在腹板处，如图7所示。

横梁1和立柱2均由H型钢构成，在加载时承担反力的地方，可以通过加劲肋对横梁和立柱进行局部加强。八边形节点3包括八边形钢板6、圆管7和加劲肋8，如图4所示。八边形节点上下两块钢板分别焊接于圆管的上下两侧，并且八边形钢板中每边的二分线上均匀设置加劲肋，加劲肋的上下两侧与钢板焊接在一起每个加劲肋上加工螺栓孔，加劲肋的一个作用是对八边形节点进行加强，另外一个作用是便于横梁和八边形节点连接。

同一平面内的横梁、立柱及八边形节点构成一榀框架，反力架共有四榀框架，每榀框架在平面内对称，加载时能够实现自平衡。各榀框架的间隔角度为45度，均匀在空间排列。在反力架的横梁、立柱和八边形节点上焊接带有螺栓孔的钢板，便于固定试件和安装加载装置，如图2所示，这样就可以实现空间内的多向加载。